哈尔滨工业大学《流体输配管网》考试题及答案

1、管网构成的三个基本要素是（管段）、（节点）、和（动力源）。管网系统在各节点处，（断面尺寸或流量）发生改变。2、克契霍夫第一定律表述为（管网内通过任一节点的各流量的代数和为零），克契霍夫第二定律表述为（管网内任一环内，各管段水头损失的代数和为零）。环状管网水力计算的方法主要有（解管段方程法）、（解节点方程法）和（解环方程法）。3、某系列水泵的比转数ns越大，其所提供的扬程（越小）、流量（越大），水泵形状（粗胖），H-Q曲线呈现（陡降）的趋势。4、空调建筑的卫生间排风竖井顶部装有排风机，冬季比夏季排风能力强，其原因是由于（冬季竖井内位压的存在增加了排风的动力，而夏季竖井内位压的存在成为排风的阻力）。5、通风空调空气输送管网，沿流动方向风道内的全压（沿程下降），静压（可能上升、下降或相等）。实现风管侧壁孔口均匀送风的基本条件是（保持各侧孔静压相等）、（保持各侧孔流量系数相等）和（增大出流角α）。6、水力失调度是（管段实际流量与设计流量）的比值，水力稳定性系数是（管段规定流量与工况变化后管段最大流量）的比值。提高管网水力稳定性的只要方法是（尽可能减小网路干管压降，而增大用户系统的压降）7、泵或风机的实际运行工况点是（泵或风机的性能）曲线和（管路性能）曲线的交叉点。若想改变管网系统的工作点，常用的调节手段有（阀门调节）、（转速调节）和（切削叶轮调节）等办法。1.通风、空调系统并联管路阻力平衡的方法和。2.敞口的竖直管中的气体重力流，其流动动力的大小取决于和之积，流动方向取决于，若管道内气体密度，则管道内气流向上。3.建筑高度超过的公共建筑或工业建筑、楼层数在的住宅建筑为高层建筑。4.燃气管道的与其它管道相比，有特别严格的要求。5.室内热水供应系统设置循环管的目的是。6.蒸汽供暖系统水平失调具有和。7.水封水量损失的主要原因为、和。8.设计室内排水系统横管时须满足的规定有、、和。9.泵、风机的能量损失包括、、和。10.泵、风机采用串联运行的条件是和。1.调整支管管径阀门调节2.进出口的高差管道内外气体的密度差内外气体密度的相对大小小3.24米10层及10层以上4.气密性5.保证使用时水温符合要求6.自调性周期性7.自虹吸损失诱导虹吸损失静态损失8.充满度自净流速管道坡度最小管径9.流动损失泄漏损失轮阻损失机械损失10.一台高压的泵或风机制造困难或造价太高改建扩建时管道压力加大需要的压头提高二、简答和分析题（每题8分，共40分）1、试画出两台型号相同的水泵并联运行工况图示，并联后的流量是否为单台泵工作时流量的2倍？何种类型的水泵和管路性能更适合并联工作？答：如图所示，管路性能曲线为Ⅰ，并联后的工作点1，单台泵工作时的工作点2，可见并联后的总流量小于单台泵工作时流量的2倍。并联的意义就是为了增加流量，因此管路性能曲线越平坦（管路阻抗小）、泵的性能曲线越平坦（比转数小），并联后增加的流量越大，越适合并联工作。2、以水泵为例，写出其相似律的数学表达式，并说明相似律的意义。答：流量比mnmnmnnnDDQQ322扬程比2222mnmnmnnnDDHH轴功率比3522mnmnmnsmsnnnDDNN效率比mn相似律的意义：建立同一系列（几何相似）的泵与风机工作参数之间的关系。水泵制造时，先做小模型，取得设计参数，再推广到实型设备。对泵与风机进行运行调节的理论依据。3、何谓比摩阻，简要说明确定经济比摩阻的意义。答：单位长度摩擦阻力，称为比摩阻。经济比摩阻的确定涉及管径的选取，是一个技术经济问题。如选用较大的比摩阻值（流速较大），则管径可减小，管网系统初投资降低，但同时系统压力损失增加，水泵动力消耗增加，运行费增加；反之亦然。因此经济比摩阻的确定需经过全面的技术经济比较，对设计实践有指导意义。4、下图中虚线为阀门B全开时串并联管路1-2-3-4的测压管水头线。1）关小阀门B以后，说明各管段流量的增减情况及其增减原因。2）试画出关小阀门B以后，各管段测压管水头线的变化情况。（用实线画在原图上）答：图中所示为串、并联混合管路，关小阀门B以后，并联管路阻抗S并增加，管路总阻抗S总增加，导致总流量减少，则管段1-2和管段3-4的流量减少（该段测压管水头线变缓）。并联管段上的压降增大，S21不变，则管段21的流量增加（该段测压管水头线变陡），管段22的流量减少（阀门处产生集中的能量损失，阀门前后测压管水头线变缓）。1234B212221225、分别举例说明实际工程中什么管网属于开式枝状管网、闭式枝状管网和环状管网？枝状管网与环状管网的主要水力特征差别？开式枝状管网与闭式枝状管网的主要水力特征差别？答：通风空调空气输送管网、建筑室内给水管网等属于开式枝状管网；室内热水供暖管网、室内闭式空调冷热水管网等属于闭式枝状管网；城市供水、供燃气管网的干线通常布置成环状管网。枝状管网与环状管网水力特征差别如下：1）只要是枝状管网，各管段内的流量大小和流动方向就可以预先确定；而环状管网内管段的实际流量大小和流动方向均未知，需经水力计算确定，这也正是环状管网的复杂所在。2）枝状管网初投资小、水力可靠性差；环状管网初投资较大、水力可靠性好。开式枝状管网与闭式枝状管网的水力特征差别如下：1）开式枝状管网有开口与大气相通，管路内各断面压强可以确定；闭式枝状管网没有开口与大气相通，管路内各断面压强为不定值，必须人为确定定压点。2）与闭式液体管网相比，开式液体管网的动力设备（如水泵）除了克服流体在管网内的流动阻力外，还应克服一定高度的静水压力。三、计算题（每题10分，共20分）1、已知4-72型NO6C离心风机在转速为n=1250转/分时实测参数如下表所示：12345678P(Pa)Q(m3/h)N(kW)843.459201.69823.866401.77814.073601.86794.381001.96755.188002.03696.395002.08637.4102502.12578.6110002.15管路性能曲线经过原点。1）求出各点效率，并画出该风机性能曲线图（P-Q、N-Q、η-Q曲线）2）设风机原来在Q=9500m3/h下工作，现需将其流量减少15％，若采用阀门调节，求调节后的轴功率；若采用转速调节，求调节后的轴功率及风机转速？解：1）由NPQ有η1=0.821、η2=0.858、η3=0.895、η4=0.912、η5=0.909、η6=0.883、η7=0.856、η8=0.822（性能曲线图略）2）采用阀门调节（风机性能曲线不变，管路性能曲线变化）风机原来风量9500m3/h（工况点6）调整后的风量为8075)15.01(9500m3/h≈8100m3/h（接近工况点4）则采用阀门调节后的轴功率应为1.96kW若采用转速调节（管路性能曲线不变，风机性能曲线变化）因为管路性能曲线经过原点，所以转速调节后新的工作点6’与原工作点6为相似工况点，则有根据相似律，106395001250807566nnnQQ转/分28.1)1063/1250(08.2)(36366NnnNNkW2、有一台进口直径D1=600mm的单级泵，输送常温清水，其工作流量Q=800l/s，允许真空高度[Hs]=3.5m，吸水管水头损失hw吸=0.4m，试问1）如果水泵的几何安装高度h几吸=3m，该水泵能否正常工作？2）若将该泵安装在海拔1000m的地区（当地大气压为9.2mH2O），输送40℃清水（其汽化压力为0.75mH2O），此时该泵的允许几何安装高度应为多少？解：1）83.26.048.042211DQvm/sm69.24.0283.25.32221ghgvHHws吸几吸如果水泵的几何安装高度h几吸=3m，则超过了上述允许安装高度，会使水泵吸入口处真空度增加，产生气蚀，影响水泵正常工作。2）此时允许真空高度发生变化)24.0()33.10(tasshHHH86.1)24.075.0()2.933.10(5.3m则m05.14.0283.286.12221ghgvHHws吸几吸